Offre Post-Doctorat de 14 mois :
Conception et caractérisation d'un dispositif ultrasonore pour l’extraction végétale
Mots-clés : Ultrasons de puissance – Transducteurs piézoélectriques – Simulation par éléments finis – Extraction végétale assistée par ultrasons
Résumé
Les ultrasons de puissance représentent une technologie prometteuse pour l’extraction végétale assistée, permettant d’améliorer les rendements tout en réduisant l’usage de solvants chimiques [1]. En partenariat avec la société GeniAlis, l’objectif vise à transposer ces avancées au domaine de l’extraction végétale notamment dans les hautes fréquences (de l’ordre du MHz). Ce domaine nécessite une compréhension approfondie de la conversion électromécanique des transducteurs piézoélectriques et de la distribution du champ ultrasonore dans les réacteurs [2,3]. Par ailleurs, l’enjeu majeur est de concevoir des dispositifs où les éléments piézoélectriques n’entrent pas en contact direct avec les végétaux, facilitant ainsi la nettoyabilité et évitant tout risque sanitaire lié aux matériaux utilisés [4].
Le travail de post-doctorat proposé s’inscrit dans le cadre du projet EVAUS et vise à concevoir et développer des dispositifs ultrasonores innovants pour l’extraction végétale. L’objectif est de modéliser et optimiser les transducteurs piézoélectriques à haute fréquence, notamment en développant des solutions où l’élément actif n’est plus en contact direct avec le produit, afin de faciliter le nettoyage. Le programme privilégiera des approches numériques et expérimentales intégrant les contraintes industrielles, avec un focus sur l’efficacité énergétique et la durabilité des dispositifs. Le programme de travail détaillé est disponible sur la page suivante.
Profil du candidat Ce travail s’adresse à un.e titulaire d’un doctorat en physique appliquée, génie mécanique ou électrique (ou domaine connexe), ayant une bonne connaissance dans plusieurs des domaines suivants : capteur, instrumentation, caractérisation électrique, acoustique. Des connaissances en simulation par éléments finis et en expérimentations seront fortement appréciées. Une expérience ou un intérêt pour les ultrasons de puissance et les technologies piézoélectriques est un plus.
Conditions du contrat Le post-doctorat se déroulera au laboratoire GREMAN (UMR CNRS 7347) à l’INSA CVL à Blois. (http://greman.univ-tours.fr/). Financement sur 14 mois. Possibilité de faire des vacations en enseignement à l’lNSA CVL. Le poste proposé est localisé dans un laboratoire classé en Zone à Régime Restreint (ZRR). La candidature à ce poste est donc soumise à cette procédure d’accès réglementé.
Encadrement et contacts
Guy FEUILLARD, Thibaut DEVAUX, Emmanuel DUMONS, Jérome FORTINEAU
CV et lettre de motivation à envoyer à : Guy FEUILLARD, [email protected] & Thibaut DEVAUX, [email protected]
Le programme de travail
En continuité du travail déjà initié, les différentes étapes à poursuivre ou à initier au cours du postdoctorat sont les suivantes :
- Veille bibliographique sur les transducteurs ultrasonores haute fréquence, les mécanismes de conversion électromécanique, et les configurations non invasives (sans contact direct entre la céramique et le produit) pour l’extraction végétale ;
- Développement d’un modèle numérique par éléments finis pour simuler et optimiser le comportement électromécanique des transducteurs ultrasonores en tenant compte de la géométrie et des matériaux, ainsi que du couplage avec le champ acoustique dans la cellule de traitement ;
- Conception et réalisation d’une cellule d’insonification où l’élément piézoélectrique est isolé du produit, intégrant des contraintes de nettoyabilité, de sécurité (élimination du contact avec le plomb) et d’efficacité énergétique ;
- Caractérisation expérimentale des dispositifs (propriétés électriques, acoustiques, thermiques), et validation de la distribution du champ acoustique dans la cellule ;
- Étude de l’impact des paramètres ultrasonores (fréquence, puissance, géométrie) sur l’efficacité de l’extraction végétale, en collaboration avec GeniAlis, afin d’identifier les conditions optimales de traitement.
Références bibliographiques
[1] F. Chemat et al., Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review, Ultrason. Sonochem., 2017.
[2] J. A. Gallego-Juárez et al.,Power ultrasonic transducers with extensive radiators for industrial processing, Ultrason. Sonochem., 2010.
[3] L. Xu, S. Lin, et W. Hu,Optimization design of high power ultrasonic circular ring radiator in coupled vibration, Ultrasonics, 2011.
[4] E. Heikkola et M. Laitinen, Model-based optimization of ultrasonic transducers, Ultrason. Sonochem., 2005.
Lieu du poste : En présentiel
